硅化钴膜形成方法和具有硅化钴膜半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开硅化钴膜的形成方法和具有硅化钴膜的半导体装置的制造方法。在含硅导电区上有一含钴膜，并且一富含钛的覆盖层形成在含钴膜上。其中所述覆盖层是钛／氮原子百分比比率大于１的氮化钛层。对该合成结构进行退火，使得含钴膜中的钴和含硅导电区中的硅彼此反应，从而形成一硅化钴膜。当在高温下形成硅化钴膜的时候，也形成一扩散抑制界面膜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及半导体装置的制作，更准确地说，本专利技术涉及硅化钴 膜的形成方法和具有硅化钴膜的半导体装置的制造方法。
技术介绍
随着金属氧化物半导体(MOS)的栅电阻和源/漏接触电阻的增加，含有 MOS晶体管的半导体器件的操作速度下降。因此，硅化膜被广泛应用来降 低这些电阻。硅化钴膜，特别是二硅化一钴(CoSi2)膜，由于其低电阻(16 18liDcm)、良好的热稳定性和随尺寸减少的薄片电阻(Rs)而尤其有用。硅 化钴膜已被使用在静态随机存取存储器(SRAM)装置和需要高操作速度的 逻辑器件中。如果在其上面形成有硅化钴膜的硅区表面存在氧化硅和氮化硅等杂质 会使得硅化钴膜的特性不好。由于这个原因，在沉积硅化钴膜之前，通常 先对村底表面进行湿式清洁并随后使用射频(RF)、;贱射进行蚀刻。然而，不幸 的是，由于RF溅射蚀刻是使用氩离子(Ar + )的物理蚀刻过程，因此会产生 衬底表面缺陷。另外，在RF溅射蚀刻过程中出现了二次賊射(resputtering)， 这可能导致形成不好的硅化钴膜，在硅化钴膜中的有源区之间可能发生短 路。图l是半导体器件的平面图，其中硅化钴膜在有源区之间造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成硅化钴膜的方法，所述方法包括：在具有绝缘区和含硅导电区的半导体衬底的表面上形成含钴膜，该含钴膜在一定的温度下形成，该温度使得含钴膜中的钴与含硅导电区中的硅彼此反应从而形成由一硅化二钴或一硅化一钴构成的扩散抑制界面膜； 在所述含钴膜上面形成富含钛的覆盖膜来获得一合成结构，所述富含钛的覆盖膜具有超过１的钛／其他元素的原子百分比比率；以及退火该合成结构，使得所述扩散抑制界面膜被转化为二硅化一钴膜，并且所述含钴膜中的钴与含硅导电区中的硅反应从而形成二硅化 一钴膜。

【技术特征摘要】
KR 2002-10-17 63567/02;KR 2003-9-25 66498/031.一种形成硅化钴膜的方法，所述方法包括在具有绝缘区和含硅导电区的半导体衬底的表面上形成含钴膜，该含钴膜在一定的温度下形成，该温度使得含钴膜中的钴与含硅导电区中的硅彼此反应从而形成由一硅化二钴或一硅化一钴构成的扩散抑制界面膜；在所述含钴膜上面形成富含钛的覆盖膜来获得一合成结构，所述富含钛的覆盖膜具有超过1的钛/其他元素的原子百分比比率；以及退火该合成结构，使得所述扩散抑制界面膜被转化为二硅化一钴膜，并且所述含钴膜中的钴与含硅导电区中的硅反应从而形成二硅化一钴膜。2. 如权利要求l所述的方法，其中所述覆盖膜是从由纯钛膜、钛/氮原 子百分比比率大于1的氮化钛膜、钛/鵠原子百分比比率大于1的钛钨膜、 纯钛膜和钛/氮原子百分比比率大于1的氮化钛膜构成的叠层结构、纯钛膜 和钛/氮原子百分比比率小于1的氮化钛膜构成的叠层结构、纯钛膜和钛/鴒 原子百分比比率大于1的钛钩膜构成的叠层结构以及纯钛膜和钛/钨原子百 分比比率小于1的钛鴒膜构成的叠层结构所组成的组中选择的一种。3. 如权利要求2所述的方法，其中所述覆盖膜是具有大于1的钛/氮原 子百分比比率的氮化钛膜。4. 如权利要求2所述的方法，还包括在所述含钴膜形成前，消除形成 在所述含硅导电区上的自然氧化膜和杂质的至少一种的预处理步骤。5. 如权利要求4所述的方法，其中所述预处理步骤包括 湿式清洁所述半导体衬底的表面；以及通过射频溅射蚀刻湿式清洁后的半导体衬底的表面。6. 如权利要求4所述的方法，其中所述预处理步骤中没有使用射频溅 射蚀刻。7. 如权利要求6所述的方法，其中所述预处理步骤包括 使用由去离子水稀释的HF溶液湿式清洁半导体衬底的表面； 使用氢氧化铵、11202和水的混合溶液湿式清洁半导体衬底的表面；以及使用由去离子水稀释的HF溶液湿式清洁半导体衬底的表面。8. 如权利要求6所述的方法，其中所述预处理步骤包括使用硫酸和H202的混合溶液湿式清洁半导体衬底的表面；以及 使用由去离子水稀释的HF溶液湿式清洁半导体衬底的表面。9. 如权利要求2所述的方法，其中所述含钴膜是纯钴膜，或者是含有 原子百分比比率为20%或更小的从由钽、锆、钛、镍、铪、鴒、粕、4巴、 钒、铌及它们的混合物所组成的组中选择的 一种的钴合金膜。10. 如权利要求2所述的方法，其中所迷扩散抑制界面膜在300 ~ 500 摄氏度的温度下形成。11. 如权利要求2所述的方法，其中所述退火包括 在第一温度下进行初次快速热退火，使得扩散抑制界面膜中的一硅化二钴转化为二硅化一钴膜，并且含钴膜中的钴和含硅导电区中的硅反应， 形成一硅化一钴膜；选择性地去除所述覆盖膜和在初次快速热退火中残留的没有反应的含 钴膜；以及在高于第一温度的第二温度下进行第二次快速热退火，使得一硅化一 钴膜转化为二硅化一钴膜。12. 如权利要求11所述的方法，其中所述第一温度的范围是350~650 摄氏度，所述第二温度的范围是700 900摄氏度。13. —种形成硅化钴膜的方法，所述方法包括湿式清洁具有绝缘区和含硅导电区的半导体衬底的表面；在湿式清洁后的含硅导电区上形成一含钴膜，该含钴膜在一定的温度 下形成，在该温度下含钴膜中的钴和含硅导电区中的硅彼此反应从而形成 由一硅化二钴或一硅化一钴构成的扩散抑制界面膜；在含钴膜上面形成一富含钛的覆盖膜，该富含钛的覆盖膜的钛和其他 元素的原子百分比比率超过1;在第一温度下进行初次快速热退火，使得扩散抑制面膜中的一硅化二 钴被转化为一硅化一钴，以及含钴膜中的钴与含硅导电区中的硅反应，从 而形成一硅化一钴膜；选择性地去除所述覆盖膜和在初次快速热退火中残留的没有反应的含 钴膜；以及在高于第 一温度的第二温度下进行第二次快速热退火，使得一硅化一 钴膜转化为二硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：具景谟，具滋钦，朴惠贞，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]